Сланцевый газ

(Shale gas)

природный газ

Сланцевый газ (Shale gas) - это состав,технология и методы добычи сланцевого газа, а также оценка запасов сланцевого газа в мире

Сланцевый газ (Shale gas) - это, определение

Сланцевый газ — это разновидность Природного газа, хранящегося в виде небольших газовых образований в толще сланцевого слоя осадочной породы Земли, который встречается на всех континентах. Этот энергоресурс совмещает в себе качество ископаемого топлива и возобновляемого источника и встречается во всем мире, таким образом, практически любая энергозависимая страна может себя обеспечить данным энергоресурсом.

Сланцевый Природный газ — это Природный газ , добываемый из горючих сланцев, который состоит преимущественно из метана.

Сланцевый газ — это разновидность Природного газа, хранящегося в виде небольших газовых образованиях, коллекторах, в толще сланцевого слоя осадочной породы Земли.

Сланцевый газ - это тот же самый , на котором мы готовим еду. По составу он лишь немного отличается от того, что поступает к нам на кухню. Главная его особенность в том, что он залегает в горючих сланцах.

Сланцевый газ - это осадочная , глинистая, низкопористая, которая выступает одновременно и источником, и органикой в «благоприятной» среде.

Сланцевый газ - это экологически чистое топливо, поэтому его сжигание выпускает меньше углекислого газа в атмосферу, чем сжигание угля.

Сланцевый газ - это смесь взрывоопасных элементов, которые невозможно закачивать под высоким давлением и передавать на дальнее расстояние.

Сланцевый газ - это топливо по теплоотдаче в два раза ниже Природного газа.

История добычи сланцевого газа

Первая коммерческая газовая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 году Вильямом Хартом (William Hart) во Фредонии, Нью-Йорк, который считается в США «отцом Природного газа». Инициаторами масштабного производства сланцевого газа в США являются Джордж П. Митчелл и Том Л. Уорд.

При оценке общемировых запасов сланцевого газа в настоящий момент имеются полярные точки зрения. Приведем также карту стратосферного анализа территорий, опубликованную в отчете о запасах сланцевого газа в 2011 году EIA, она значительно отличается от ранее опубликованных карт.

Информация о запасах сланцевого газа на территории Российской Федерации приведена ниже, оценка перспективных месторождений проведена ОАО «Газпром». Осадочные породы на Восточно-Европейской платформе относятся следующим периодам: ордовик, кембрий, верхний девон, силур, средний и верхний карбон, нижняя пермь, в них широко представлены сланцы разной мощности и зрелости, которые могут быть перспективными для разработки. Стоит выделить на Русской платформе Балтийский щит и Польско-Литовскую впадину, находящуюся на территории Польши и Западной Украины, и Днепровско-Донецкую впадину — на территории Украины, обладающие запасами зрелого сланца. На российской части Балтийского щита в Южно-Скандинавской области имеются незрелые сланцы возрастом 2,8 млрд. лет, более зрелые сланцы расположены в Центрально-Кольском блоке. По информации Shell, опубликованной в годовом отчете 2011 года сланцы Швеции, находящиеся в этом районе, бесперспективны.

Условия добычи сланцевого газа в каждой стране уникальны, они весьма ограничиваются менталитетом населения, экологическим законодательством и активностью экологических организаций. Приведем некоторые факты.

Крупное месторождение сланцевого газа имеется в Канаде . Прежде всего, сланцевые разработки проводятся на территории Британской Колумбии, а также к северу от Форта Нельсон. Ведется разведка в Альберте, Саскачеване, Онтарио, Квебеке, Новой Шотландии. Большинство газовых операторов имеют опыт добычи нефтяных песков в провинции Альберта. Основным перспективным месторождением в Канаде является ордовикского периода — Utica Shale (488-443 млн. лет) в Квебеке. Толщина слоя сланца колеблется в пределах 45-213 м, ТОС — 3,5% до 5%, месторождение относится к девонскому периоду. Прогнозируемые запасы оценивались в 113 млрд. куб. м газа, успешные испытания проводились на нескольких экспериментальных скважинах. После скандальных публикаций экологов в Квебеке наложен мораторий на добычу сланцевого газа. В настоящий момент в Канаде ведутся активные работы на месторождении Muskwa Shale, относящимся к девонскому периоду (416-360 млн. лет), его прогнозируемые запасы — 179 млрд. куб. м газа.

В Австралии для газосланцевой добычи является перспективным бассейн Cooper, общая площадь бассейна насчитывает 130 тыс. км2. Добыча сосредоточена в практически безлюдном районе в пустынной области. В бассейне Cooper имеются также традиционные месторождения газа и черного золота, которые обеспечивают Австралию необходимыми энергоресурсами. Разработка сланцевого газа ведется на перспективу. В июле 2011 года в бассейне Cooper был проведен первый гидроразрыв пласта с успешным извлечением газа из сланцевой скважины. Оценочные цифры месторождения пока не публикуются.

Сланцевый газ (Shale gas) - это

Ориентируясь на опыт США, сланцевая программа в Китае лоббируется на государственном уровне. Китай предполагает добывать из сланца 30 млрд. куб. м в год и достичь к 2020 году 5% уровня от общей добычи. Газовые технологии заимствуются у США по договора с Бараком Обамой. Добыча сланцевого газа в Китае не сдерживается экологическими нормами.

В Европе добыча сланцевого газа рассматривается в рамках программы энергетической независимости от российских поставок, цена на которые все время растет. Разведка месторождений сланцевого газа велась в Британии, Франции , Швеции, Германии, Австрии, Венгрии, Румынии и Украине. В начале 2011 года фирма Royal Dutch Shell объявила о бесперспективности сланцевых месторождений в Швеции. Во Франции и Англии практически ведутся общественные слушания о наложении моратория на добычу сланцевого газа. В настоящий момент самыми перспективными считаются месторождения сланцевого газа, находящиеся в Польше, а также Украине.

Как пишет Нью-Йорк-Таймс, Украина и Польша с их запасами сланцевого газа расцениваются европейцами как достойная альтернатива российскому газу. Первая иностранная организация, которая начала работу в Украине в 1998 году была EuroGas Inc. Эта фирма провела значительную работу по исследованию газовых месторождений на Западной Украине, в Восточной Украине и в Польше на территории Львовско-Волынского угольного бассейна. Геологический департамент EuroGas Inc. в Восточной Европе возглавляет профессор Юрий Колтун, геолог русского происхождения с мировым именем. Именно EuroGas Inc. была первой фирмой, которая провела бурение на Западной Украине в Люблинском угольном бассейне. Благодаря Юрию Колтуну и его команде, исследовавшей сланцевые месторождения на территории Польши и Украины, EuroGas Inc. накоплен значительный объем геологической информации и различных технических исследований по разработке сланцевого газа на территории Люблинского бассейна и в области Днепровско-Донецкой впадины. По исследованиям специалистов EuroGas Inc. толщина залежей сланца на территории Польши и западной Украины значительно превосходит толщину сланца на месторождениях Северной Америке, польско-украинские месторождения относятся к силурийскому периоду. В апреле 2010 года EuroGas Inc. подписала конфиденциальный контракт с Тоталь E&P на предмет покупки геологической информации Люблинского бассейна. В течение 2011 года ведется активная разведка газа на территории Польши, промышленная добыча газа в этом районе ожидается к 2014 году.

Основная добыча в Польше будет сосредоточена в нескольких местах, проведена разведка месторождения в 90 км от Гданьска. Сланцевый слой в этой районе залегает на глубине 3000 м. В настоящий момент разработку месторождений в Польше ведет 22 фирмы, в основном из США и Канады. По данным EIA, в Европе имеется 17,5 трлн. куб. м газа, объем Польши оценивается в 5,3 трлн. куб. м газа готового к немедленной добыче. В настоящий момент Польша выдала 68 лицензий на разработку сланцевого газа, которые покрывают около 30-40% территории всей страны. Большинство компаний уже провело сейсморазведку и установило толщину сланцевого слоя. Производство может начаться через 2 года, в настоящий момент в Польше созданы лучшие условия для добычи сланцевого газа в Европе.

Днепровско-Донецкая впадина, на территории которой находится Харьковская и Донецкая область, имеет общую протяженность 1300 км в длину и 3-100 км в ширину. Для этой впадины характерны осадочные отложения, относящиеся к пермскому периоду. Официальные данные о характеристиках сланцевого месторождения в Восточной Украине отсутствуют, по некоторым данным содержание керогена в сланцах составляет около 20%, толщина сланцевого слоя до 3-х метров, глубина — до 500 м. Однако эти данные можно поставить под сомнение. Основанием для этого может стать контракт организации Royal Dutch Shell c украинским правительством на разработку сланцевых месторождений на участках: Ново-Мечебилоский, Герсованоский, Мелеховский, Павловско-Светловский, Западно-Шебелинский и Шебелинский. Для Shell характерны удачные проекты. Наиболее перспективной считается Шебелинское месторождение, глубина залегания составляет 6 тыс. м, где ожидаемый объем газа составит 400 млрд. куб. м газа. Основным фактором разработки будет рентабельность добычи, для Днепровско-Донецкой впадины характерно наличие газовых коллекторов больших объемов. Для промышленной разработки понадобится до 1000 скважин глубиной 3-6 тыс. м. По мнениям большинства экспертов, промышленная добыча газа в Украине начнется не ранее, чем через 5-10 лет. Риски газодобычи из сланца в Украине очень велики за счет отсутствия опыта и отличной от США геологической структуры, по которой накоплены обширные данные сланцевой разработки. По заявлениям министра энергетики Украины Юрия Бойко в ближайшие месяцы Украина планирует заключить контракты с Marathon, ENI, ExxonMobil, Halliburton с целью начала бурения.

Общий объем запасов сланцевого газа в Польше и Украине составляет 6,5 трлн. куб. м. Для сравнения разведанные объемы газоконденсатного Штокмановского месторождения составляют 3,7 трлн. куб. м, на это месторождение Россия возлагала значительные надежды. В совокупности с украинской газотранспортной системой, обладающей кроме системы магистральных трубопроводов еще и одними из самых крупных активных хранилищ газа (21% от общеевропейских объемов), газовые месторождения Польши и Украины могут стать превосходным дополнением к газотранспортной инфраструктуре в Восточной Европе, Gas Infrastructure Europe (GIE). Напомним, что по общеевропейской стратегии газотранспортная рассматривается сугубо в совокупности с месторождениями, магистральными трубопроводами, хранилищами и LNG-терминалами, что подразумевает равномерный рост всех составляющих газовой инфраструктуры. Такой подход позволит избежать ситуации, возникшей в США, когда из-за отсутствия газоперерабатывающей и газотранспортной инфраструктуры произошел ценовой обвал рынка, который ставит под угрозу развитие газосланцевой промышленности . Одновременно, поглощение украинской газотранспортной системы GIE наряду с промышленной разработкой сланцевого газа в Польше и Украине может изменить расстановку сил на энергетическом рынке Европы, то есть минимизировать поставки ОАО «Газпром» в Евросоюз . Наметившееся поглощение украинской газотранспортной системы GIE преследует сразу несколько стратегических целей:

пополнение европейской газотранспортной системы мощной инфраструктурой, включающей полный комплекс газотранспортных предприятий ;

обеспечение промышленной добычи газа в Польше хранилищами на Западной Украине;

нарушение целостности российских газовых потоков и лишение Российской Федерации необходимой газовой инфраструктуры для экспортирования газа в Европу, то есть лишение конкурентного преимущества;

изменение геополитической ситуации и рыночное управление ценами на энергоресурсы.

Подобная расстановка сил на европейском энергетическом рынке требует от российской стороны переоценки приоритетов. Для ОАО «Газпром» необходимо оценить, что важнее: сохранение целостности российской газотранспортной инфраструктуры и уверенного конкурентного преимущества на европейском рынке или получение от украинских поставок прибыли в краткосрочной перспективе с возможной потерей значительно части европейского рынка после начала промышленной добычи сланцевого газа на территории Люблинского угольного бассейна. газотранспортной системы Украины позволяет АОА «Газпром» не только удержать позиции крупнейшей газотранспортной фирмы мира, но и оказать сдерживающее влияние на развитие промышленной добычи сланцевого газа в Европе, иные рычаги давления будут менее эффективны. В случае отказа GIE от украинских трубопроводов и хранилищ, сланцевый газ, поступающий из Польши, не будет обеспечен необходимой газовой инфраструктурой в Европе, что потребует от GIE не только внушительных инвестиций и дополнительного времени, которое позволит «Газпрому» эффективно реорганизовать активы.

Влияние сланцевого газа на мировой энергетический рынок будет иметь выраженный регулирующий характер, причем степень влияния на региональных рынках будет значительно отличаться, а само влияние будет подчиняться различным законам из-за уникальных характеристик каждого из рынков. Подобные изменения приведут к некоторым геополитическим изменениям, но качественного изменения энергетической структуры рынка и релевантных политических процессов можно добиться только при условии неграмотной экономической политики крупнейших газовых игроков.

Массовые спекуляции относительно степени влияния сланцевого газа на мировую позицию ОАО «Газпром» являются экономически-необоснованными. Никогда появление товара-субститута, которым является сланцевый газ, не приводило к полному изменению микроэкономических тенденций. Появление товаров-заменителей на рынке будет иметь корректирующее воздействие на цену газа, в целом, приведет к ее снижению.

Влияние сланцевого газа на региональные рынки нужно рассматривать только в совокупности с другими товарами-субститутами, а также в рамках сбалансированной региональной газовой инфраструктуры. Последствия обратной тактики можно наблюдать в США, где газосланцевые предприятия находятся на грани банкротства из-за отсутствия рынков сбыта . С этой точки зрения нужно отметить грамотную экономическую политику GIE, которая, однако, сильно ослабляется за счет финансового кризиса в Европе. В силу этого GIE не удастся добиться согласованного запуска газосланцевой инфраструктуры в Европе, тем более что данная тенденция может быть усилена за счет использования рыночных регуляторов ОАО «Газпром».

Несмотря на заявления многих экспертов о неопределенности мирового газового рынка, ситуация является совершенно определенной. Регуляторное влияние сланцевого газа на мировые рынки, действительно, нельзя сбрасывать со счетов. Появление товаров-субститутов свидетельствуето развитии энергетического рынка, которое является объективной реальностью и не является товаром политических спекуляций. Сланцевый газ, действительно, в будущих периодах может обеспечить значительные запасы газа, что приведет к значительному изменению эластичности спроса на всех микрорынках, включая европейский. В настоящий момент политика ОАО «Газпром» должна предполагать смену приоритетов. Если ранее «газовый рычаг» был эффективным политическим механизмом, то в данный момент нужно ориентироваться на экономические принципы управления рынком. Иначе причиной снижения мирового влияния ОАО «Газпром» будет не само появление сланцевого газа, а обычное развитие рынка газа.

Как отмечалось, позиция ОАО «Газпром» в отношении газосланцевого производства должна иметь регуляторный характер и использовать многочисленные сдерживающие механизмы, чтобы обеспечить себе запас времени для эффективного перераспределения активов :

Регуляции требует развитие газосланцевой промышленности США. Рост газовой инфраструктуры предполагает диверсификацию американского газа на рынки Азии и пылающего континента. Однако мощности российского Штокмановского месторождения и Сахалинского шельфа могут обеспечить Азию необходимым газовым ресурсом и сократить для США объем рынков сбыта сланцевого газа, оказав регулирующее воздействие на развитие сланцевой индустрии, которая будет расти соизмеримо рынкам сбыта.

Сланцевый газ (Shale gas) - это

Регуляции требует развитие газосланцевой промышленности в Европе. Прежде всего, необходимо помешать частичному или полному поглощению газотранспортной системы Украины GIE. В настоящий момент нет необходимости в полном российском контроле над украинской ГТС, достаточно получить акции активных хранилищ на Западной Украине, включая Богородчанское, части магистральных трубопроводов, а также других стратегических объектов. Такая политика не повлечет массовые политические спекуляции в союз, и потребует от GIE существенных инвестиций в газовую инфраструктуру для продвижения сланцевых проектов.

Развитие газосланцевой промышленности коррелирует с ценами на рынке, регулярные ценовые обвалы рынка приведут к снижению активности по запуску скважин в Польше и Украине, промышленный старт крупных газосланцевых проектов в Европе может произойти не через 2 года, а, по меньшей мере, через 10 лет.

Необходимо собственное развитие газосланцевой промышленности, что будет предполагать гибкость позиции «Газпрома» по отношению к мировым тенденциям. Отметим, что газосланцевая из-за экологической угрозы может развиваться только в малозаселенных районах, имеющих дополнительный запас воды. Соответственно, газосланцевая добыча — это прерогатива больших стран, имеющих незаселенные территории.

С настоящий момент наиболее оправданной для ОАО «Газпром» будет гибкая политика ценового управления с реализацией присутствия во всех регионах мира. Увеличение присутствия в разных регионах мира может быть осуществлено за счет строительства газовой инфраструктуры в США, а также строительства трубопроводов и LNG-терминалов в Азии . Как показывает практика, к наиболее эффективным стратегиям развития энергетических компаний можно отнести развитие совокупной газовой инфраструктуры, соответственно, для ОАО «Газпром» актуально наращивание собственных активов в газотранспортной инфраструктуре на рынках сбыта и рынках, требующих регуляции.

Распределенная тактика размещения активов потребует от ОАО «Газпром» пересмотра принципа «о равнодоходности рынков», при высокой эластичности спроса он не является рыночно-оправданным. Каждый локальный рынок в каждый момент времени имеет свои уникальные особенности, соответственно, норма прибыли и условия ее получения на каждом рынке будут отличаться. Гибкое ценовое управление рынком крупным поставщиком газа может иметь ограничительный эффект для нежелательныхдля ОАО «Газпром» рыночных явлений. Увеличение активов ОАО «Газпром» на региональных рынках увеличит распределенность организации, что будет иметь позитивное влияние на финансовую устойчивость. Грамотная экономическая политика не только не сократит влияние «Газпрома» на энергетический рынок, но может его стабилизировать и упрочить.

В марте 2011 года одно из американских агентств статистики провело оценку запасов этого газа в 32 государствах. В отчет специалистов не вошла Россия и государства Ближнего Востока. Получилось, что общемировые газовые запасы составили 640 триллионов кубометров. Из них около 40% приходится как раз на добычу сланцевого газа. Значительные объемы сланцевых месторождений сосредоточены в мире в таких регионах, как , Южная Африка и Китай.

Источники

Википедия - Свободная энциклопедия, WikiPedia

sintezgaz.org.ua - Синтезгаз

pronedra.ru - ПРОНЕДРА

podaril.ru - Интернет-магазин

depo.ua - ДеПо

Форбс .ru - форбс

Энциклопедия инвестора . 2013 .

• Большой энциклопедический политехнический словарь
• 
  

Введение

Сланцевый газ (shale gas) - это вид топлива, альтернативный природному газу. Добывается из месторождений с низкой насыщенностью углеводородами, расположенных в сланцевых осадочных породах земной коры.

Одни считают сланцевый газ могильщиком нефтегазового сектора российской экономики, а другие - грандиозной аферой планетарного масштаба.

По своим физическим свойствам очищенный сланцевый газ принципиально ничем не отличается от традиционного природного газа. Однако технология его добычи и очистки подразумевает гораздо большие по сравнению с традиционным газом затраты.

Сланцевые газ и нефть - это, грубо говоря, недоделанные нефть и газ. При помощи «гидроразрыва» человек может извлечь топливо из земли до того, как оно соберётся в нормальные месторождения. Такие газ и нефть содержат огромное количество примесей, которые не только повышают стоимость добычи, но и усложняют процесс обработки. То есть сжимать и сжижать сланцевый газ дороже, чем добытый традиционными методами. Сланцевые породы могут содержать от 30% до 70% метана. Кроме того, сланцевая нефть отличается повышенной взрывоопасностью.

Выгодность разработки месторождений характеризуется показателем EROEI, который показывает, сколько энергии надо затратить, чтобы получить единицу топлива. На заре нефтяной эры в начале 20 века EROEI для нефти составлял 100:1. Это означало, что для добычи ста баррелей нефти надо было сжечь один баррель. К настоящему времени показатель EROEI опустился до значения 18:1.

По всему миру происходит освоение все менее выгодных месторождений. Раньше, если нефть не била фонтаном, то такое месторождение никому было не интересно, сейчас все чаще приходится извлекать нефть на поверхность при помощи насосов.

1. История

Первая коммерческая газовая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 году Уильямом Хартом (англ. William Hart) во Фредонии, Нью-Йорк, который считается в США «отцом природного газа». Инициаторами масштабного производства сланцевого газа в США являются Джордж Митчелл и Том Уорд

Масштабное промышленное производство сланцевого газа было начато компанией Devon Energy в США в начале 2000-х, которая на месторождении Барнетт (англ.) русск. в Техасе в 2002 году впервые применила комбинацию горизонтального бурения и многостадийного гидроразрыва пласта. Благодаря резкому росту его добычи, названному в СМИ «газовой революцией, в 2009 году США стали мировым лидером добычи газа (745,3 млрд куб. м), причём более 40% приходилось на нетрадиционные источники (метан угольных пластов и сланцевый газ).

В первом полугодии 2010 года крупнейшие мировые топливные компании потратили $21 млрд на активы, которые связаны с добычей сланцевого газа. На тот момент некоторые комментаторы высказывали мнение, что ажиотаж вокруг сланцевого газа, именуемый сланцевой революцией, - результат рекламной кампании, вдохновлённой рядом энергетических компаний, вложивших значительные средства в проекты по добыче сланцевого газа и нуждающихся в притоке дополнительных сумм. Как бы то ни было, после появления сланцевого газа на мировом рынке цены на газ стали падать.

К началу 2012 года цены на природный газ в США упали до уровня значительно ниже себестоимости добычи сланцевого газа, в результате чего крупнейший игрок на рынке сланцевого газа - компания Chesapeake Energy - объявила о сокращении производства на 8%, а капитальных вложений в бурение - на 70%. В первом полугодии 2012 года газ в США, где наблюдалось его перепроизводство, стоил дешевле, чем в России, которая обладает крупнейшими в мире разведанными запасами газа. Низкие цены вынудили ведущие газодобывающие компании сократить добычу, после чего цены на газ пошли вверх. К середине 2012 года ряд крупных компаний, стали испытывать финансовые трудности, а Chesapeake Energy оказалась на грани банкротства.

2. Проблемы с добычей сланцевого газа 70-80-х годов и факторы роста промышленности, разработки месторождений в США 90-х годов

Нефтегазовая отрасль считается одной из самых капиталоемких. Высокая конкуренция вынуждает активных игроков на рынке вкладывать огромные суммы в исследовательскую работу, а крупные инвестиционные компании - содержать штат аналитиков, специализирующихся на прогнозах, связанных с нефтью и газом. Казалось бы, все здесь так хорошо изучено, что у нас почти нет шансов прозевать хоть что-то мало-мальски значительное. Тем не менее, никто из аналитиков не сумел предсказать резкий рост добычи сланцевого газа в Америке - настоящий экономико-технологический феномен, который в 2009-м году вывел США в лидеры по объемам добываемого газа, кардинально изменил политику газоснабжения США, превратил внутренний рынок газа из дефицитного в самодостаточный и может самым серьезным образом повлиять на расстановку сил в мировой энергетике.

Интересно, что феномен промышленной добычи сланцевого газа лишь с очень большой натяжкой можно назвать технологической революцией или научным прорывом: ученые знают о залежах газа в сланцах с начала XIX века, первая коммерческая скважина в сланцевых пластах была пробурена в США в 1821 году, задолго до первого в мире нефтяного бурения, а применяющиеся сегодня технологии обкатываются специалистами уже несколько десятилетий. Однако до недавнего времени промышленная разработка гигантских запасов сланцевого газа считалась экономически нецелесообразной.

Главное отличие и главная сложность при добыче сланцевого газа - это низкая проницаемость газосодержащих сланцевых пластов (измельченного песка, превратившегося в окаменевшую глину): углеводород практически не просачивается сквозь плотную и очень твердую породу, поэтому дебет традиционной вертикальной скважины оказывается очень небольшим и разработка месторождения становится экономически невыгодной.

В 70-е годы прошлого века геологоразведка выявила на территории США четыре огромные сланцевые структуры, содержащие громадные запасы газа (Barnett, Haynesville, Fayetteville и Marcellus), но промышленная добыча была признана нерентабельной, а изыскания в области создания соответствующих технологий прервались после падения ценна нефть в 80-х.

Природный газ в пластовых условиях (условиях залегания в земных недрах) находится в газообразном состоянии - в виде отдельных скоплений (газовые залежи) или в виде газовой шапки нефтегазовых месторождений, либо в растворенном состоянии в нефти или воде

К идее извлечения газа из сланцевых пластов в США вернулись только в 90-х годах на фоне роста потребления газа и растущих цен на энергоносители. Вместо многочисленных малорентабельных вертикальных скважин исследователи применили так называемое горизонтальное бурение: на подходе к газоносному пласту бур отклоняется от вертикали на 90 градусов и проходит сотни метров вдоль пласта, увеличивая зону контакта с породой. Чаще всего искривление ствола скважины достигается применением гибкой бурильной колонны или специальных компоновок, обеспечивающих отклоняющую силу на долоте и асимметричное разрушение забоя.

Для повышения продуктивности скважины используется технология множественных гидроразрывов пласта: в горизонтальную скважину под большим (до 70 МПа, то есть примерно 700 атмосфер) давлением закачивается смесь воды, песка и специальных химических реактивов, которая разрывает пласт, разрушает плотную породу и перегородки газовых карманов и объединяет запасы газа. Давление воды вызывает появление трещин, а песчинки, которые загоняет в эти трещины поток жидкости, мешают последующему «схлопыванию» породы и делают сланцевый пласт проницаемым для газа.

Промышленная разработка сланцевого газа в США стала рентабельной благодаря нескольким дополнительным факторам. Первый - это наличие сверхсовременного оборудования, материалов с высочайшей износостойкостью и технологий, позволяющих очень точно позиционировать стволы и трещины гидроразрывов. Такие технологии стали доступны даже мелким и средним газодобывающим компаниям после инновационного бума, связанного с ростом цен на энергоносители и повышению спроса (и, следовательно, цен) на оборудование для нефтегазовой промышленности.

Второй фактор - относительная малонаселенность территорий, прилегающих к месторождениям сланцевого газа: добытчики могут бурить многочисленные скважины на громадных участках без непрерывных согласований с властями близлежащих населенных пунктов.

Третий, самый важный фактор - открытый доступ к развитой газопроводной системе США. Этот доступ регламентируется законодательством, и даже мелкие и средние компании, добывшие газ, на прозрачных условиях могут получить доступ к трубе и довести газ до конечного потребителя по разумной цене.

3. Технология добычи сланцевого газа и влияние на экологию

Добыча сланцевого газа предполагает горизонтальное бурение и гидроразрыв пласта. Горизонтальная скважина прокладывается через слой газоносного сланца. Затем внутрь скважины под давлением закачиваются десятки тысяч кубометров воды, песка и химикатов. В результате разрыва пласта газ по трещинам поступает в скважину и далее на поверхность.

Данная технология наносит колоссальный вред окружающей среде. Независимые экологи подсчитали, что специальный буровой раствор содержит 596 наименований химикатов: ингибиторы коррозии, загустители, кислоты, биоциды, ингибиторы для контроля сланца, гелеобразователи. Для каждого бурения нужно до 26 тыс. кубометров раствора. Назначение некоторых химикатов:

соляная кислота помогает растворять минералы;

этиленгликоль борется с появлением отложений на стенках труб;

изопропиловый спирт используется для увеличения вязкости жидкости;

глютаральдегид борется с коррозией;

легкие фракции нефти используются для минимизации трения;

гуаровая камедь увеличивает вязкость раствора;

пероксодисульфат аммония препятствует распаду гуаровой камеди;

формамид препятствует коррозии;

борная кислота поддерживает вязкость жидкости при высоких температурах;

лимонная кислота используется для предотвращения осаждения металла

хлорид калия препятствует прохождению химических реакций между грунтом и жидкостью;

карбонат натрия или калия используется для поддержания баланса кислот.

Десятки тонн раствора из сотен наименований химикатов смешиваются с грунтовыми водами и вызывают широчайший спектр непрогнозируемых негативных последствий. При этом разные нефтяные компании используют различные составы раствора. Опасность представляет не только раствор сам по себе, но и соединения, которые поднимаются из-под земли в результате гидроразрыва. В местах добычи наблюдается мор животных, птиц, рыбы, кипящие ручьи с метаном. Домашние животные болеют, теряют шерсть, умирают. Ядовитые продукты попадают в питьевую воду и воздух. У американцев, которым не посчастливилось жить поблизости от буровых вышек, наблюдаются головные боли, потери сознания, нейропатии, астма, отравления, раковые заболевания и многие другие болезни.

Отравленная питьевая вода становится непригодной для питья и может иметь цвет от обычного до черного. В США появилась новая забава поджигать питьевую воду, текущую из-под крана.

Это скорее исключение, чем правило. Большинству в такой ситуации реально страшно. Природный газ не имеет запаха. Тот запах, который мы чувствуем, издают одоранты, специально подмешиваемые для выявления утечек. Перспектива создать искру в доме, полном метана, заставляет перекрыть водопровод наглухо в такой ситуации. Бурение новых скважин для воды становится опасным. Можно нарваться на метан, который ищет выход на поверхность после гидроразрыва. Например, так произошло с этим фермером, который решил сделать себе новый колодец вместо отравленного. Фонтан метана бил три дня. По подсчетам специалистов в атмосферу ушло 84 тысячи кубометров газа.

Американские нефтегазовые компании применяют к местному населению следующую примерную схему действий.

Первый шаг: «Независимые» экологи делают экспертизу, согласно которой с питьевой водой все в порядке. На этом все заканчивается, если пострадавшие не подают в суд.

Второй шаг: Суд может обязать нефтяную компанию пожизненно снабжать жителей привозной питьевой водой, либо поставить очистное оборудование. Как показывает практика, очистное оборудование не всегда спасает. Например, этиленгликоль проходит сквозь фильтры.

Третий шаг: Нефтяные компании выплачивают компенсации пострадавшим. Размеры компенсаций измеряются десятками тысяч долларов.

Четвёртый шаг: С получившими компенсацию пострадавшими обязательно подписывается договор о конфиденциальности, чтобы правда не выплыла наружу.

Не весь ядовитый раствор смешивается с грунтовыми водами. Примерно, половина «утилизируется» нефтяными компаниями. Химикаты сливают в котлованы, а для увеличения скорости испарения включают фонтаны.

4. Запасы сланцевого газа по миру

Важный вопрос: не угрожает ли массовая промышленная добыча сланцевого газа в США экономической безопасности России? Да, ажиотаж вокруг сланцевого газа изменил соотношение сил на газовом рынке, но, в основном, это касается спотовых, то есть биржевых, сиюминутных цен на газ. Основные игроки на этом рынке - производители и поставщики сжиженного газа, в то время как крупные российские производители тяготеют к рынку долгосрочных контрактов, который в ближайшее время не должен потерять стабильность.

По оценке информационно-консалтинговой компании IHS CERA, к 2018 году мировая добыча сланцевого газа может составить 180 млрд. кубометров в год.

Пока налаженная и надежная система так называемого «трубопроводного ценообразования», по которой работает Газпром (гигантские резервы традиционного газа - транспортная система - крупный потребитель) для Западной Европы предпочтительнее, чем рискованная и недешевая разработка собственных месторождений сланцевого газа. Но именно себестоимость добычи сланцевого газа в Европе (его запасы оцениваются в 12-15 триллионов кубометров) и будет определять европейские цены на газ в ближайшие 10-15 лет

5. Проблемы при добыче сланцевых нефти и газа

Добыча сланцевых нефти и газа сталкивается с рядом проблем, которые в самом ближайшем будущем могут начать оказывать на эту отрасль существенное влияние.

Во-первых, добыча рентабельна только при том условии, что добывается одновременно и газ, и нефть. То есть добыча только сланцевого газа - слишком дорогое удовольствие. Легче добывать его из океана по японской технологии.

Во-вторых, если учесть стоимость газа на внутренних рынках США, можно заключить, что добыча сланцевых ископаемых находится на дотациях. При этом надо помнить, что в других странах, добыча сланцевого газа будет ещё менее рентабельна, чем в США.

В-третьих, уж слишком часто мелькает на фоне всей истерии про сланцевый газ имя Дика Чейни, бывшего вице-президент США. Дик Чейни стоял у истоков всех американских войн первого десятилетия XXI века на Ближнем Востоке, которые и привели к росту цен на энергоносители. Это наводит некоторых экспертов на мысль о том, что эти два процесса были тесно взаимосвязаны.

В-четвертых, добыча сланцевого газа и нефти может вызвать очень серьезные экологические проблемы в регионе добычи. Влияние может оказываться не только на грунтовые воды, но и на сейсмическую активность. Немалое число стран и даже штатов США ввели мораторий на добычу сланцевых нефти и газа на своей территории. В апреле 2014 года американская семья из Техаса выиграла первое в истории США дело о негативных последствиях добычи сланцевого газа методом гидроразрыва пласта. Семья получит 2,92 миллиона долларов от нефтяной компании Aruba Petroleum в качестве компенсации за загрязнение их участка (включая скважину с водою, которая сделалась непригодной для питья) и нанесение вреда здоровью. В октябре 2014 года выяснилось, что подземные воды по всей Калифорнии заражены в результате попадания в них миллиардов литров опасных для человека отходов при добыче сланцевого газа (из письма, которое официальные лица штата отправили в агентство по охране окружающей среды США).

В связи с возможным ущербом для окружающей среды добыча сланцевого газа запрещена во Франции и Болгарии. Добыча сланцевого сырья запрещена или приостановлена также в Германии, Нидерландах, ряде штатов США.

Рентабельность промышленной добычи сланцевого газа имеет ярко выраженную привязку к экономике того региона, где он добывается. Месторождения сланцевого газа обнаружены не только в Северной Америке, но и в Европе (в том числе и Восточной), Австралии, Индии, Китае. Однако промышленная разработка этих месторождений может оказаться затруднена из-за густонаселенности (Индия, Китай), отсутствия транспортной инфраструктуры (Австралия) и строгих норм экологической безопасности (Европа). Есть разведанные месторождения сланцев и в России, самым крупным из которых является Ленинградское - часть масштабного Прибалтийского бассейна, но себестоимость газовых разработок заметно превышает стоимость добычи «традиционного» газа.

6. Прогнозы

Пока еще рано судить о том, насколько большое влияние может оказать разработка сланцевых газа и нефти. По самым оптимистичным оценкам, она незначительно опустит цены на нефть и газ - до уровня нулевой рентабельности добычи сланцевого газа. По другим оценкам, держащаяся на дотациях разработка сланцевого газа скоро окончится совсем.

В 2014 году разразился скандал в Калифорнии - выяснилось, что запасы сланцевой нефти месторождения Монтерей были серьёзно переоценены, и что реальные запасы примерно в 25 раз ниже, чем предсказывалось ранее. Это привело к снижению общей оценки запасов нефти в США на 39%. Данный инцидент может вызвать массовую переоценку сланцевых запасов по всему миру.

В сентябре 2014 года японская компания Sumitomo была вынуждена полностью свернуть масштабный проект по добыче сланцевой нефти в Техасе, рекордные убытки составили 1,6 млрд долл. «Задача извлечения нефти и газа оказалась очень сложной», сообщают представители компании.

Залежи сланца, из которого можно добывать сланцевый газ, весьма велики и находятся в ряде стран: Австралия, Индия, Китай, Канада.

Китай планирует в 2015 году добыть 6,5 млрд кубометров сланцевого газа. Общий объём производства природного газа в стране вырастет на 6% с текущего уровня. К 2020 году Китай планирует выйти на уровень добычи в диапазоне от 60 млрд до 100 млрд кубометров сланцевого газа ежегодно.В 2010 году Украина выдала лицензии на разведку сланцевого газа для Exxon Mobil и Shell.

В мае 2012 года стали известны победители конкурса по разработке Юзовской (Донецкая область) и Олесской (Львовская) газовых площадей. Ими стали Shell и Chevron, соответственно. Ожидается, что промышленная добыча на этих участках начнётся в 2018-2019 годах. 25 октября 2012 Shell начала бурение первой поисковой скважины газа уплотнённых песчаников в Харьковской области. Соглашение между компанией Shell и «Надра Юзовская» о разделе продукции от добычи сланцевого газа на Юзовском участке в Харьковской и Донецкой областях было подписано 24 января 2013 года, в Давосе (Швейцария) при участии президента Украины.

Практически немедленно после этого в Харьковской и Донецкой областях начались акции и пикеты экологов, коммунистов и ряда других активистов, направленные против разработки сланцевого газа и, в частности, против предоставления такой возможности зарубежным компаниям. Ректор Приазовского технического университета, профессор Вячеслав Волошин, заведующий кафедрой охраны труда и окружающей среды, не разделяет их радикальных настроений, указывая, что добыча может быть произведена и без ущерба для окружающей среды, но необходимы дополнительные исследования предлагаемой технологии добычи.

Заключение

сланцевый газ месторождение экология

В этом реферате мы рассмотрели способы добычи, историю и влияние на экологию сланцевого газа. Сланцевый газ - это альтернативный вид топлива. Этот энергоресурс совмещает в себе качество ископаемого топлива и возобновляемого источника и встречается во всем мире, таким образом, практически любая энергозависимая страна может себя обеспечить данным энергоресурсом. Однако его добыча связана с большими экологическими проблемами и катастрофами. Лично я считаю, что добыча сланцевого газа - это слишком опасный метод добычи топлива на данный день. И пока, на нашем уровне технологического прогресса, человек неспособен сохранить баланс экосистемы добывая данный вид топлива столь радикальным методом.

Список использованных источников

1. Сланцевый газ [Электронный ресурс]. - Режим доступа: #"justify">. Сланцевый газ - революция не состоялась [Электронный ресурс]. - Режим доступа: #"justify">. Сланцевыйгаз [Электронный ресурс]. Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Сланцевый_газ#cite_note-72

Отправь заявку с указанием темы прямо сейчас, чтобы узнать о возможности получения консультации.

Что такое сланцы?

Сланцы представляют собой осадочные породы, прошедшие определенные стадии преобразования. Первым делом происходит накопление рыхлых осадков – как правило, в водоемах. Самыми мощными отложениями являются озерно-болотные и морские прибрежные. С течением времени осадки уплотняются (литогенез), потом происходит формирование породы (диагенез), далее порода преобразуется (катагенез). Заключительная стадия – метаморфизм. Таким образом из рыхлого песка образуется сначала песчаник, потом песчано-глинистый сланец и, наконец, гнейс.

литогенез -> диагенез -> катагенез -> метаморфизм

Все эти геологические подробности нужны для понимания условий, в которых появляется и хранится в природе сланцевый газ. Дело в том, что на финальной стадии – стадии метаморфизма – происходит не просто дальнейшее уплотнение породы и ее дегидратация (обезвоживание), но и образование в условиях высокой температуры и высокого давления новых минералов, таких, например, как калинит, хлорит, глауконит, с характерной для глинистых минералов плоской таблетчатой формой.

Если изначально в донных отложениях наряду с обломочной частью (песчинками кварца и полевого шпата) находится некоторое количество органики, то в определенных случаях эта органика концентрируется и производит пласты углей (один из видов так называемого керогена). Другие виды керогена становятся исходным материалом для формирования впоследствии нефти и газа. Под действием давления и температуры бурые угли преобразуются в так называемые тощие угли, выделяя при этом большое количество газа . Например, лабораторными исследованиями установлено, что при преобразовании 1 т угля буроугольной стадии выделяется 140 м 3 газа. Это очень большие объемы генерации, и потому в тех местах, где залегало большое количество концентрированной органики, сформировались высокогазоносные пласты , а газ из этих пластов, наряду со сланцевым, является ресурсом, добываемым из нетрадиционных источников.

Природные фильтры и перегородки

Однако в случае со сланцами геологи имеют дело с рассеянной органикой, преобразование которой приводит к выделению газа, но он так и остается в микротрещинах между минералами. Минералы эти, как уже говорилось, имеют плоскую таблетчатую форму и, что самое главное, практически непроницаемы для газа.

Традиционные газовые и нефтяные месторождения приурочены, как правило, к структурным ловушкам – антеклинальным структурам . По сути это складка породы, направленная вверх (противоположность такой складке, то есть впадина, называется синеклизой). Антеклинальная складка образует своего рода свод, под которым за счет силы гравитации происходит перераспределение фаз: вверху формируется некая газовая «шапка», ниже – нефтяная или газоконденсатная оторочка, еще ниже – газово-водяной контакт. Причем породы, слагающие структуры классических месторождений углеводородов, должны обладать хорошими фильтрационными характеристиками, с тем чтобы газ или микроскопические частички нефти могли за счет разности в плотности и весе подниматься к центральной части этой структуры, а вода – отжиматься вниз. Таким образом, частички нефти и пузырьки газа могут проходить сквозь породу большие расстояния и собираться с обширного пространства, формируя крупные залежи. Сланцевый же газ скапливаться в больших объемах не может– он заперт в микротрещинах между пластинками минералов с крайне низкими фильтрующими свойствами. Этим и объясняются все особенности и проблемы его добычи.

Как добраться к сланцевому газу?

Что если пробурить скважину в районе залегания газоносных сланцевых пластов? Газа из нее удастся получить совсем немного. В этом случае зона влияния скважины окажется равной нескольким сантиметрам – именно с этого крошечного пятачка под землей удастся собрать газ (для сравнения – зона влияния скважины в традиционном месторождении равна сотням метров). Непроницаемые сланцы держат свои углеводородные сокровища взаперти. Однако у сланцев есть свойство, которое так и называется – сланцеватость . Свойство это заключается в том, что все трещины ориентированы в определенных направлениях, и если пробурить горизонтальную скважину «в крест», то есть перпендикулярно трещинам, можно одновременно вскрыть гораздо больше полостей с газом.

Это правильное решение, но необходимого эффекта не дает и оно, ибо не гарантирует хорошей связи ствола скважины с большим количеством трещин. Поэтому бурение горизонтальной скважины обязательно дополняется гидроразрывом породы , причем гидроразрывом многостадийным. На первой стадии гидроразрывная жидкость подается в самую дальнюю, призабойную часть скважины. Затем участок трубы длиной 150–200 м перекрывается специальным клапаном в виде шарика, и следующий гидроразрыв производится уже ближе к устью скважины. Таким образом, если ствол скважины имеет длину 1000–1200 м, то на ее протяжении делается пять-семь гидроразрывов. Вместе с жидкостью в образовавшиеся полости поступает пропант, который не дает породе вновь сомкнуться. Пропант состоит из песка или керамических шариков, то есть по определению имеет хорошие фильтрующие свойства и не мешает газу проникать в ствол скважины.

Технологии прокладки горизонтальных скважин и гидроразрывов уже достаточно хорошо отработаны и используются в коммерческой добыче. И все же, по сравнению с добычей газа из традиционных источников извлечение сланцевого газа из недр несет с собой ряд экономических и экологических проблем.

Какие недостатки добычи сланцевого газа?

Если на начальном этапе скважина поставляет 200–500 тысяч кубометров в сутки, то через год это будет всего лишь 8–10 тысяч.

Сразу после вскрытия скважины давление выходящего из земли газа и его объемы (дебиты) весьма высоки. Однако поскольку емкость хранящих газ трещин все же невелика, то в течение года эти показатели падают на 70–75%. Например, если на начальном этапе скважина поставляет 200–500 тысяч кубометров в сутки, то через год это будет всего лишь 8–10 тысяч. Если учесть, что газ в основном добывается не просто так, про запас, а во исполнение контрактных обязательств перед потребителем, такое существенное падение объемов добычи придется компенсировать за счет добуривания новых скважин. При этом надо учитывать, что оборудование горизонтальной скважины для добычи сланцевого газа обходится примерно в полтора-два раза дороже, чем традиционная вертикальная. Отсюда первая серьезная проблема: добыча сланцевого газа имеет чрезвычайно экстенсивный характер , несет с собой большие затраты на создание все новых и новых скважин, а также занимает обширные территории, что делает использование этой технологии проблематичным для густонаселенных стран.

Поскольку по мере истощения скважины, имеющей зону влияния всего в несколько десятков метров (даже после гидроразрывов), давление в ее устье существенно падает, это создает и вторую серьезную экономическую проблему: газ с низким давлением нельзя подавать непосредственно в газотранспортную систему, где стандартное давление составляет 75 атм. Та же проблема, кстати, и с метаном из угольных пластов: давление на устье составляет всего 1,5 атм. Значит, «нетрадиционный» газ надо дополнительно сжимать, используя при этом так называемый отжимной компрессор, который очищает газ от пыли и влаги и дополнительно дожимает. Это дорогая машина с низким КПД, так что придется тратить на ее функционирование немалое количество добытого газа.

Теперь самое время вспомнить, что именно стало недавно поводом для «антисланцевой» инициативы ряда видных деятелей западного шоу-бизнеса, таких как Йоко Оно и Пол Маккартни. Всех этих людей обеспокоили возможные экологические последствия добычи сланцевого газа в богатом месторождениями штате Нью-Йорк. Чтобы бур не зажало горным давлением, при бурении используются промывочные жидкости , содержащие, ряд загрязняющих окружающую среду веществ. Авторы экологической инициативы опасаются, что по мере расширения добычи газа компоненты промывочных жидкостей попадут в водные горизонты, а далее в пищевую цепь.

Почему же, несмотря на все эти проблемы и сложности, сланцевый газ продолжают добывать, особенно в Северной Америке? Во-первых, здесь играет свою роль политика. В Соединенных Штатах правительством поставлена задача приобрести максимальную независимость от внешних поставок энергоносителей, и если еще пару лет назад Америка покупала газ у Канады, то совсем недавно даже отправила один газовоз на экспорт, подчеркивая тем самым свой новый статус экспортера. Во-вторых, чем выше цены на углеводороды, тем выше интерес к источникам их добычи даже при высокой себестоимости. И это как раз случай сланцевого газа.

Как же делается горизонтальная скважина?

Сначала забуривается вертикальный ствол, и на глубине происходит изменение его направления по определенному азимуту и под определенным углом. Бурение ведется не роторным способом (когда в скважине вращается вся сборная труба), а с помощью забойного двигателя, приводимого в действие подаваемой под давлением промывочной жидкостью. Двигатель вращает долото, а раздробленная долотом порода выносится наружу с помощью той же промывочной жидкости.

Искривления направления можно достичь, вставив в соединенные резьбой трубы изогнутый участок. Так происходит поворот скважины. Однако наиболее распространенный способ на сегодня – это изменение направления скважины с помощью специальных отклонителей, которые крепятся за забойным двигателем и управляются с поверхности.

При бурении горизонтальной скважины, как правило, существует система навигации. Оператор на поверхности в каждый момент времени может сказать, как у него идет ствол скважины, куда он отклоняется. Эта технология достаточно хорошо отработана. Максимальная длина горизонтальной скважины была достигнута на Сахалине – 12 км горизонтального ствола. Речь шла о разработке традиционного месторождения на шельфе, при этом рассматривались два варианта: бурить с платформы в Охотском море или начать бурение на суше, а потом искривить скважину и уйти на 12 км в сторону моря. Последнее решение было признано оптимальным.

Оборудованная скважина по добыче сланцевого газа в США.

Перспективы добычи сланцевого газа в мире

В США добыча сланцевого газа ведется достаточно активно. По данным американских компаний, себестоимость газа, добытого из сланцев, примерно в 1,3–1,5 раза выше, чем в случае с традиционными месторождениями. В США значительно больше половины всего добываемого газа происходит из нетрадиционных источников: угольных пластов, плотных песчаников и сланцев.

При нынешних ценах на энергоносители даже такая себестоимость делает сланцевый газ рентабельным, хотя циркулируют слухи о том, что компании намеренно занижают официальные цифры себестоимости.

В Европе говорить о серьезных перспективах этого сырья не приходится, за исключением разве что Польши, где есть серьезные месторождения газоносных сланцев и условия для их добычи. В соседних Германии и Франции с их густонаселенными территориями и строгим экологическим законодательством эту отрасль вряд ли будут развивать.

В России до сих пор серьезно сланцевым газом никто не занимался в связи с наличием богатых традиционных месторождений, однако Минэнерго предлагает начать разработку сланцев уже с 2014 года.

Управление энергетической информации Минэнерго США (EIA) оценивает украинские запасы сланцевого газа в 1,2 триллиона кубометров, что ставит Украину на четвертое место в Европе по объемам резервов этого типа после Польши, Франции и Норвегии. Геологическое агентство США оценивает запасы Украины в 1,5-2,5 триллиона кубометров. На сегодня конкурс на разработку Юзовского месторождения сланцевого газа выиграла компания Shell, а Олесского — Chevron.

Liana Ecosalinon по материалам Олега Макарова, popmech.ru

Описание цикла эксплуатации скважины для разведки и добычи газа и нефти в сланцах и уплотненных песчаниках от компании «Шелл»:

Что такое Сланцевый Газ

Сланцевый газ (Shale Gas) – это природный газ, который добывается из сланцевых скважин, а именно из богатой газом горной породы – сланца.

Что такое Сланцевый газ – простыми словами – кратко.

Простыми словами, сланцевый газ – это практически такой же природный газ, как и тот, что изымается из более привычных газовых залежей, но добывается он другим способом, о чем мы поговорим далее.

Что такое Сланец.

Прежде чем приступить к краткому описанию того как добывают сланцевый газ, следует разобраться, что именно из себя представляет тот самый сланец из которого добывается газ.

Сланец – это весьма распространенная форма осадочной породы, которая встречается практически по всему миру. Данная порода формируется из песка, грязи, глины и других мелких частиц минералов таких как кварц. Со временем данная смесь осаждается и сильно сжимается образуя залежи сланца. Подобные пласты встречаются в породах палеозойского и мезозойского периода, что приводит нас к тому, что им в среднем от 500 до 700 миллионов лет. Помимо того, что в сланцах содержится природный газ, данная порода включает в себя целый набор полезных органических веществ, которые могут быть использованы людьми в различных целях. Довольно часто сланец используют в различных промышленных целях в качестве наполнителя для бетона или кирпича. Также сланцевые пласты служат бесценным источником научной информации о древней эпохе нашей планеты. Дело в том, что в сланцах содержится огромное количество всевозможных окаменелостей, которые могут предоставить информацию о разных временах в геологической истории Земли.

Добыча сланцевого газа – как добывают сланцевый газ.

Как и при многих других методах добычи полезных ископаемых, технология добычи сланцевого газа состоит из нескольких важнейших этапов:

• Разведка;
• Бурение сети скважин;
• Установка оборудования для сбора газа;
• Создание гидравлических разрывов;
• Сбор и сортировка полученных из скважин продуктов.

Разведка.

На данном этапе компания которая планирует добывать газ проводит оценку рентабельности и других показателей, связанных с добычей и влиянием на экологию. Если экологические нормы соответствуют законодательству региона, начинается процесс бурения нескольких пробных скважин. Из них будут браться пробы на количество содержащегося в сланце газа. Если все в порядке, то компания приступает к следующему этапу работы.

Бурение.

Процесс бурения скважин при добыче сланцевого газа изрядно отличается от стандартного — «просто пробурить глубокую дырку в земле». Все дело в том, что в отличие от традиционного способа добычи газа из газовых залежей, со сланцевым такая схема не работает. Основным различием выступает тот фактор, что сланцевый газ не находится в условном «газовом пузыре под землей». Он содержится в крошечных порах сланцевого пласта, расположенного горизонтально под поверхностью. Таким образом, пробурив вертикальную скважину на определенную глубину ее уводят в горизонтальную плоскость и бурят дальше пока это необходимо. Таким образом на участке добычи создаются несколько (возможно десятки) подобных скважин.

После процесса непосредственного бурения происходит герметизация скважин. Это необходимо для того, чтобы не допустить не контролированный выход газа и других химических материалов, связанных с добычей. Простыми словами, вставленные трубы изолируют различными герметичными уплотнителями, которые не пропускают газ на поверхность.

Установка оборудования для сбора газа.

Простыми словами на трубы устанавливают оборудование, которое будет принимать, сортировать и отправлять полученный продукт дальше по назначению.

Создание гидравлических разрывов.

Это самая уникальная часть процесса добычи сланцевого газа. Дело в том, что как мы уже знаем, нужный газ содержится в «порах» пласта, и сам по себе он выходить естественно не собирается. Для того чтобы он начал выделяться, добытчикам необходимо разрушить структуру пласта и освободить запертый там газ. В этих целях, практически в самый конец трубы продвигается специальный пиротехнический заряд. Он выстреливает в нужном месте создавая отверстия в трубе и ломает структуру пласта создавая в нем трещины. Поле этого в трубу под высоким давлением закачивается специальная смесь из воды и песка, которая собственно заполняет созданные трещины. Песок в свою очередь не дает трещинам сомкнуться обратно и отлично пропускает газ. Подобная процедура при необходимости повторяется по всей горизонтальной плоскости скважины.

Сбор, сортировка, хранение и доставка газа.

Как уже стало понятным из прошлого этапа, после манипуляций с гидравлическим разрывом, в трубы начинает поступать газ, вода и другие материалы которые содержатся в недрах. На поверхности, специально установленные сортировальные установки разделяют газ и воду. Газ отправляется в специальные коллекторы, а вода в свою очередь поступает на переработку и снова используется для создания гидравлических разрывов. Именно таким образом и происходит добыча сланцевого газа.

Миф 2: Сланцевый газ на треть из азота, не транспортабелен, энергетически малопригоден.

Миф 4. Сланцевый газ очень, очень дорогой в производстве.

Недоговорка 1. Сланцевый газ добывать сложнее традиционного

Для начала стоит разобраться, есть ли вообще эта самая сланцевая революция или это плод информационной войны?

Миф 1: Сланцевая революция это дырка от бублика. Её на самом деле нет и это раздутая “утка”.

Постараемся использовать поменьше слов и побольше фактов и количественных данных. Проще всего относительный масштаб сланцевой революции оценить через сравнение с добычей других стран:

Как видно, добыча сланцевого газа в США уступает только одной стране в мире - России. Сланцевый газ США превосходит минимум в два раза все остальные газодобывающие страны и достигнуто это буквально за несколько лет. Нефть низкопроницаемых коллекторов США (которую ошибочно называют “сланцевой”) находится на пятом месте, опережая даже такие нефтяные страны как Ирак и Иран:

Ошибочный тезис о несущественности сланцевой революции исходит от незнания самого простого параметра - объёма добычи сланцевых энергоресурсов. Беглого взгляда достаточно, чтобы увидеть насколько огромен масштаб добычи сланцевых углеводородов всего лишь в одной стране.

Миф 2: Сланцевый газ на треть из азота, нетранспортабелен, энергетически малопригоден.

Сложно сказать, откуда взялся миф об огромном количестве неуглеводородных примесей в сланцевом газе, которые должны привести к упомянутым явлениям. Обратимся к составу добываемого природного газа в США и оценим содержание примесей:

Сланцевая революция зарождалась в 2005-2008 годах и к концу 2012 года доля сланцевого газа в газодобыче составила 35%. По графику видно, что доля неуглеводородных газов (азот, углекислый газ, и т.п.) никак не поменялась с 2005 до 2013-го и метан+гомологи по-прежнему составляют 97%-97,5% добываемого газа, а примеси - 2,5-3%. Т.е. с течением сланцевой революции состав газа никак не изменился, т.к. он идентичен традиционному в США. При этом стоит отметить, что 2,5%-3% неуглеводородных газов это очень хороший результат. Для примера “Прикаспийское” месторождение в СССР разрабатывалось не смотря на то, что газ там содержал 23% ядовитого сероводорода и 20% углекислоты , а, например, на крупнейшем европейском месторождении природного газа “Грёнинген” (10 место в мире) доля неуглеводородов составляет 15,2% . При этом про плохой состав Грёнингена (который никого и не напрягает) не слышал никто, а про хороший состав сланцевого газа США половина рунета думает, что он ужасен.

Миф 3: Скважины сланцевого газа/нефти очень быстро пустеют и, значит, содержат меньше газа/нефти.

Падение дебитов (добычи) у них действительно быстрое. Но вывод сделан неверный, по крайней мере для США. Для примера рассмотрим усреднённые кривые скважин некоторых месторождений США:

Кривая скважины - это её продуктивность (дебит) с течением времени. По горизонтальной оси отложены месяцы работы скважины, по вертикальной - добыча. Если взять месторождение Хейнесвилль (зелёным), то видно, что падение дебитов у него самое быстрое. За год примерно раз в пять. Однако и начальные дебиты у него намного выше. В итоге, благодаря более высоким начальным дебитам, накопленная добыча такой скважины (т.е. за всё время жизни) будет выше скважин других месторождений. Накопленная добыча скважины на графике имеет геометрический смысл площади под кривой.

Можно рассмотреть Фейетвилль (красным). У него наименьшее падение дебитов, всего в два раза за год. Казалось бы - повод для ликования. Однако и добыто с такой скважины будет меньше всего. Проще говоря, между падениями дебитов и накопленной добычи скважины нет связи, которую там обычно предполагают. Да, дебиты падают быстрее, но и с бОльших величин. В итоге, за всё время жизни, у таких скважин добыча получается больше. Поэтому само по себе быстрое падение дебитов не является фактором, на основе которого можно делать выводы (тем более о низкой добыче) и вообще путает, т.к. в реальности наблюдается обратная связь - чем сильнее падают дебиты, тем больше накопленная добыча скважины. Небольшое сравнение накопленной добычи скважин мы проводили здесь: (таблица внизу)

Миф 4.Сланцевый газ очень, очень дорогой в производстве.

По данным Международного Энергетического Агенства (IEA), себестоимость традиционного газа в США составляет $3-7 за МБТЕ, а сланцевого… барабанная дробь… тоже $3-7 за МБТЕ. В европе, кстати, себестоимость традиционного газа $5-9 за мбте.

Для людей, имеющих дело со “сланцевой” отраслью, эти данные не являются чем-то необычным. Всё в рамках ожиданий. Эти же данные с чистым сердцем использует и отечественный Газпромбанк . При этом где-то, конечно, традиционный газ будет дешевле сланцевого - например на ближнем востоке или на наших старых месторождениях. Но, например, нашумевшее новое Штокманское месторождение не будет дешевле сланцевого.

Поэтому добыча сланцевого газа в США экономически ничем не хуже традиционного США. На самом деле даже лучше: именно поэтому газодобытчики перестают добывать традиционный газ и переходят на сланцевый (сегодня 50% добычи природного газа США уже составляет сланцевый) - его величество “эксперимент” всё расставил по своим местам.

Миф 5. Сланцевый газ это экономический пузырь.

Рентабельность зависит от двух параметров - от себестоимости сланцевого газа и от цен на газ. С себестоимостью разобрались в предыдущим мифе и стало понятно, что если нерентабелен сланцевый газ, то будет нерентабелен и традиционный газ в США, т.к. у них схожая себестоимость. Но лучше сразу обратиться к корню проблемы - к цене на природный газ. Откуда вообще взялись тезисы о нерентабельности? Дело в том, что сланцевая революция была сродни золотой лихорадке: между 2007 и 2008 годами цены на газ в США выросли в 2 раза, это послужило хорошим стимулом для добывающих компаний вкладываться в относительно новую технологию горизонтального бурения и гидроразрыва.

Поскольку технология была доступна многим, а территории месторождений огромны, то на рынок вышло так много природного газа и за столь короткое время, что цены на газ в США действительно упали ниже уровня рентабельности. Все добывающие компании пытались попасть на рынок первыми чтобы сорвать максимальную выгоду от высоких цен. В результате этой гонки цены очень быстро обвалились и опоздавшие за это поплатились, но с тех пор цены вернулись к более-менее приемлемому уровню, позволяющему нормально работать.

Конкретизируем, цены на газ на HH:

Обратите внимание на уровень в $2-2.5 за мбте в районе 2012-го. При столь низких ценах будет нерентабелен и традиционный газ США и европы. Т.е. причина некоторого периода нерентабельности сланцевого газа не в самом сланцевом газе, а в сверхнизких ценах на газ в США.

Для сравнения - в Европе цены на СПГ и трубопроводный газ около $10 за мбте (в т.ч. и от Газпрома), в Азии $13-16 за мбте, то есть в разы выше. Текущие цены в США составляют $4,6 за мбте, что уже выше себестоимости некоторых основных месторождений. Ситуация на сегоднящний день такова, что даже аутсайдеры газодобывающей отрасли при сравнительно низких $4,6 за мбте показывают вменяемые результаты: http://rusanalit.livejournal.com/1867077.html

Миф 6. У сланцев ужасная энергетическая рентабельность (EROEI)

Введём в курс дела. Есть экономическая рентабельность - добыча сланцевого газа в денежном эквиваленте поделённая на денежные затраты. Но т.к. энергоресурсы служат человечеству не источников денег, а источником энергии, то в ряде случаев (не коммерческих) логично оценивать энергоресурсы и энергетической рентабельностью, т.е. добыча сланцевого газа в энергетическом эквиваленте, поделённая на затраты в энергетическом эквиваленте. EROEI сланцев “специалисты” в интернете часто опускают ниже семи или даже пяти, на вопрос откуда им это известно - как правило молча обижаются.

Скажем без лишней скромности, никто кроме нас EROEI современного нефтегаза США (т.е. в том числе сланцев) нормально по общепринятой методологии не считал и поэтому рассказы о низком EROEI сланцев это всегда домыслы. В мире EROEI нефтегаза США посвящено только несколько исследовательских работ и все они построены на данных периода до сланцевой эры США. Почти все работы принадлежат перу или ссылаются на маленькую группу исследователей, главные среди которых Кливленд и Холл (автор концепции EROEI). Выделить сланцевый сектор из нефтегаза США по методологии этих авторов не представляется возможным, однако известно, что сланцы занимают большую долю в нефтегазовом секторе США и плохая энергетическая рентабельность сланцев проявилась бы на общем EROEI нефтегазового сектора США. В итоге, мы взяли общепринятую методологию упомянутых основоположников и добавили вычислений на основе современных данных. Результат:

Как видно, после сланцевой революции энергетическая рентабельность нефтегаза США не только не упала сильно, а наоборот стабилизировалась и - начала немного расти. Поэтому выводы об ужасной энергетической рентабельности (EROEI) сланцев неверны.

Миф 7. Добыча сланцевого газа возможна только в США

Миф 8. Сланцевый газ добывается исключительно по причине огромных дотаций

Во-первых, сложно доказывать, что ты не верблюд. Во вторых, про дотации добыче сланцевого газа много слов, но нет фактов и данных. Из конкретики встречается отсылка к Section 29 credit из Windfall Profits Tax Act of 1980, который действительно дотировал добычу нетрадиционного газа. Всё бы ничего, но этот праздник в 2002 году.

Конкретно сланцевому газу/нефти федеральных льгот или субсидий нет. Однако есть льготы для всей нефтегазодобывающей отрасли, наиболее крупная и известная из них это Intangible drilling costs. Т.е. к сланцевому газу/нефти она относится лишь краем, т.к. действует на всю добычу - и газа и нефти и традиционного и нетрадиционного и размер её составил… мизерные $1 млрд в 2013 году. Добавим, что в нефтегазовой отрасли США счёт идёт на сотни миллиардов в год, у одной только ExxonMobil уже на десятки. Суммарно же эти льготы составляют $4 млрд.

Второй нюанс - это исключительно политический срач о льготах “большой нефтянке” США (BP, ExxonMobil, Shell и т.п.), которая на добыче сланцев особо не была замечена, т.к. предпочитают традиционности. Если в кратце, то суть такова, что пять крупнейших нефтяных компаний “занесли” республиканцам, которые не переживают за федеральный бюджет и ратуют за сохранение льгот, в то время как демократам, которые несут все тяготы по оптимизации федерального бюджета, не “занесли”. В итоге, Обама спит и видит, как бы отменить льготы “Большой нефтянке”, которая в условиях высоких цен на нефть не особо страдает. Нюансы этих срачей можно подчерпнуть в любом крупном издании США. Однако, по непонятным причинам, льготы “Большой Нефтянке” публицистика в рунете называет дотациями сланцевому газу (пример). Происходит ли это по незнанию или откровенная пропаганда - это уже другой вопрос. В любом случае, льготы большой нефтянке составляют около $2,5 млрд, что опять же не сопоставимо с масштабом индустрии.

Может быть мы упустили ещё какой-нибудь миллиард, но масштаб очевиден.

Как видно, “мифы” опираются либо на неправильные данные (обычно вообще ни на какие данные не опираются), либо делают ошибки в рассуждениях. Поэтому нескончаемый поток мифов будет подкреплён новыми фантазиями и новыми ошибками. Опровергнуть все, конечно, не представляется возможным и вообще бессмысленно, но мы попытались разобрать основное.

Переходим ко второй части - реальностям.

Недоговорка 1. Сланцевый газ добывать сложнее традиционного.

Если в расчёте на количество добываемого газа, то как показала экономическая и энергетическая рентабельность, сланцевый газ США совпадает с традиционным США. Если же в расчёте на скважину (что не совсем корректно), то сланцевый газ добывать сложнее. Дело в том, что сланцевые месторождения лежат глубже традиционных и, вдобавок, приходится обязательно делать гидроразрыв пласта и бурить горизонтальный ствол. Конечно это усложняет скважину. Но с другой стороны, продуктивность сланцевых скважин (дебиты и накопленная добыча) в США намного выше, чем у традиционных (в США же). В итоге, бОльшая добыча скважины компенсирует сложность добычи и экономическая/энергетическая рентабельность как минимум не хуже традиционного газа.

Недоговорка 2. Особенные экологические риски от добычи сланцевого газа

Вывод этот обычно проводят из особенности добычи сланцевого газа - гидроразрыва пласта. Но тут есть проблема: с одной стороны ГРП является обязательной технологией добычи сланцев, с другой - ГРП в современном нефтегазе является нормой и при добыче традиционного нефтегаза. Т.е. ГРП не является специфически сланцевой технологией. Дело в том, что добыча традиционной нефти это далеко не всегда фонтан (в прямом смысле), как это бывает на новых хороших месторождениях. По мере истощения традиционного месторождения приходится применять технологии стимуляции добычи и поэтому ГРП штука предельно банальная. Поэтому удивляют рассказы о том, что тысяча ГРП в год в Пенсильвании на крупнейшем месторождении сланцевого газа “Марселлус” на другом конце земли - это конец природе и экологические ужасы, в то время как 605 ГРП “Татнефти” почему-то никто не замечает, не обсуждает и не возмущается об ужасной судьбе и экологической ситуации Татарстана от ГРП. При этом стоит отметить, что конечно есть экологические риски от нефте- и газодобычи, никто не говорит, что их нет. Но вот что-то принципиально особенное из-за сланцевой добычи и привязка этих рисков конкретно к сланцевой добыче - это неправильно, т.к. ГРП стал суровой реальностью в мире при разработке старых традиционных месторождений нефти и газа, когда более простые методы неудобны. ГРП даже применяется при добыче метана угольных пластов, который находится намного ближе к поверхности (до километра) и, соответственно, к водоносным горизонтам. Но это никого не волнует. Волнует только ГРП на сланцевом газе на глубине в 2-4 километра.

Водные ресурсы

На эту тему, как всегда, в рунете можно найти много слов, но не найти количественных данных. Как спорщики делают выводы о гидроресурсах без использования количественных данных для нас остаётся загадкой. Конкретные цифирки можно найти, например, в этом отчёте MIT (массачусетсткого технологического института). Стобцы это отрасли и указана доля потребления воды, строки это штаты четырёх сланцевых месторождений

столбцы: общественные нужны, промышленность, ирригация, животноводство, сланцевый газ (выделен синим), суммарное потребление.

Видно, что добыча сланцевого газа на основных месторождениях занимает мизерную долю в потреблении водных ресурсов. Менее 1%.

Есть и другие нюансы экологического вопроса, меньшие по размеру, но их оставим за бортом.

Горькая правда. Сланцевый газ дороже и сложнее в добыче современного традиционного российского.

Тут без сомнений. Накопленная добыча скважин сланцевого газа США намного меньше, чем накопленная добыча скважин традиционного газа в России. Поэтому добыча сланцевого газа или чего-нибудь другого подобной стоимости на сегодня и в среднесрочной перспективе для России неактуальна. Однако, со временем и у нас истощатся запасы дешёвого газа и где-нибудь к концу 2020-х или позже придётся начинать вовсю использовать шельфовые проекты в арктике или что-нибудь трудноизвлекаемое в западной сибири. Тем не менее, в США, Канаде и других странах добыча сланцевого газа оправдана и уже ведётся.

Поэтому нужно очень аккуратно (методологически) обращаться с тезисами о неадекватности добычи сланцевого газа. Для России это неадекватно, для США, Канады и Китая, как показывают факты и данные, добыча сланцевого газа это хорошее и удобное удовлетворение собственных потребностей, которым они с успехом и радостью пользуются. Проще говоря, если сравнивать сланцевый газ с традиционным, то надо всегда указывать с каким традиционным газом производится сравнение (отечественным, США, Канады, новыми или старыми месторождениями), потому что результаты сравнения будут варьироваться. Сравниваете сланцевый газ США с традиционным отечественным? Сланцевый газ плох. С традиционным США, Канады и т.п.? Сланцевый газ хорош.

С источниками данных здесь сложнее, потому что достоверные и точные данные по скважинам и месторождениям России в свободном доступе нам найти не удалось. Однако, если сравнить добычу России и количество скважин, которым эта добыча обеспечена, то виден гигантский положительный отрыв России от США (десятки раз), что однозначно указывает на огромное различие в накопленной добыче скважин в пользу России. У России накопленная добыча скважин традиционного газа порядка млрд м.куб и более, у США же 30-100 млн м. куб.. Но у США такого хорошего традиционного газа нет (и не было никогда), поэтому и перешли на сланцевый.